这是和而不同的“大时代”,这是千帆竞发的“快时代”,这是二十一世纪第三个十年。国际局势风云变幻、科技发展日新月异,人类面临着前所未有的挑战与百年难寻的机遇:能源模式亟需突破、环保减碳迫在眉睫、智慧农业民生攸关、新型医疗性命以悬。我们寻求高效、清洁、强功能性、多用途的新兴技术。属于生物学的新时代,终于姗姗到来。
全球多个国家已开始部署相关规划:2022 年 5 月 10 日,我国国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》并召开专题新闻发布会,首次提出“生物经济”概念;同年 9 月 12 日,美国总统拜登签署总统行政令,将统筹国防部、农业部、能源部、国家科学基金会、国立卫生研究院等,共同开展“国家生物技术和生物制造计划”(National Biotechnology and Biomanufacturing Initiative)。
图 | 新闻联播关于《“十四五”生物经济发展规划》相关报道(图源:CCTV 节目官网)
而在生物领域,不同语言、技术、思想的相互碰撞竞争,已催生出新兴交叉工具型学科,开辟出全新的探索征程——
合成生物学。
合成生物学的起源众说纷纭,有人认为最初的概念为法国化学家 Stéphane Leduc 于 1912 年提出,有人则认为 Francois Jacob 和 Jacques Monod 于 1961 年发表的一篇关于大肠杆菌乳糖操纵子的研究当为“开山之石”,还有人将其归功于 1974 年波兰-美国学者 Waclaw Szybalski 的贡献。但无论如何,时异事殊,合成生物学的内涵一直在不断进步和变化。尤其进入二十一世纪,随着对细胞学、分子化学的深入研究和对组学的系统性解析,科研人员得以更精细地理解细胞运作机制并加以利用,工程学模块化的理念随即被应用至生物领域,合成生物学也从此真正迎来“春天”。
图 | 合成生物学发展历史(图源:Cameron DE, Bashor CJ, Collins JJ. A brief history of synthetic biology. Nat Rev Microbiol. 2014 May; 12 (5):381-90. doi: 10.1038/nrmicro3239. Epub 2014 Apr 1. PMID: 24686414.)
通俗意义上讲,合成生物,“合成”既指联合化学、生物学、信息技术、工程学等多学科,也指通过对生命最本质的底层元件进行学习解析,设计出全新的基因通路,从而组装搭建出符合目标期待的“新生物”:合成“新生”,以作科研、工业生产等多样用途。
图 | 合成生物学蕴含的交叉学科思想(图源:de Lorenzo V, Danchin A. Synthetic biology: discovering new worlds and new words. EMBO Rep. 2008 Sep; 9 (9): 822-7. doi: 10.1038/embor. 2008. 159. PMID: 18724274; PMCID: PMC2529360.)
从学术角度来说,狭义的合成生物学常指合成生命、合成染色体、设计基因电路等,横跨生物、工程、电子、信息等多学科研究范畴;广义合成生物学则还囊括了基因工程、遗传工程、代谢工程和基因编辑等新兴技术。
总而言之,合成生物学是一门博采众长、因“用”制宜,结合了多领域、多技术的一门实用型学科,现已被普遍认为将带来继分子生物学革命和基因组学革命之后的“第三次生物科学革命”,具有重大的科学、技术价值与应用潜力。
美国和欧洲在此领域起步较早:截至 2007 年,欧盟委员会(European Union,EU)启动的“第六框架计划”(6th Framework Programme),即 NEST (New and Emerging Science and Technology),共对 18 项合成生物学项目投资了逾 3.2 亿欧元;2010 年,在美国国家科学院(National Academy of Sciences,NAS) 的 Keck 未来计划(Keck Futures Initiative,NAKFI)中,已有 13 个研究项目是关于合成生物学课题研究中各种方法的探讨。
与欧美相比,我国合成生物学虽然起步稍晚,但目前已处于跟跑、并跑状态,有些领域甚至处于领跑状态。除了中国科研团队自身发力,政府政策也给予了莫大支持。“十二五”期间,科技部 “973” 计划和 “863” 计划重大科学问题导向项目都将合成生物学列为重点研究方向。同时,“推动合成生物学学科布局”被列入 2017 年 1 号党组文件。“十三五”国家科技创新战略规划中,合成生物技术同样被列为重点发展方向。2018 年 10 月科技部—深圳市联动“合成生物学”重点专项启动,推动了国内合成生物学基础科学跨越式发展。同年,国家自然科学基金增设合成生物相关代码。2021 年国家重点研发计划“合成生物学”重点专项立项达二十五个。上海、广东、天津、重庆等地方政府也纷纷将合成生物学纳入“十四五”科技创新规划中。在政府扶持下,各相关科研机构也先后成立。
依托良好的产业基础和配套的工业体系,国内合成生物学产业发展势头极其迅猛,近些年来已经涌现出一大批新兴初创公司,涵盖医药、制造、材料、食品等多个领域。我国的生物制造也由此进入“高通量的筛选、高水平的育种、高活性的产物、高精度的调控,能够在各个领域、各个场景高效能地转化”的 5G(5 高)时代。
01
现状梳理
1.1 学术总览
根据 Web of Science 的统计,在过去五个出版年中(2018-2022 年),全球合成生物学领域的年发文量均在 5000 篇以上,其中 2020 和 2021 年分别突破 7000 篇。美国、中国的发文总量稳居前两位,英国和德国紧随其后。
2022 年,中国以 1826 篇的论文发表量,首次超过美国的 1808 篇。
从论文发表数量走势来看,中国的论文发表量逐年攀升,一直保持上升态势;相较之下,美国在 2020 年的论文发表量(2330 篇)为近 5 年中的峰值,英国在 2021 年达到近四年峰值(708 篇),德国在 2022 年超过英国位列第三。
图 | 合成学领域发文数量 Top4 国家(数据来源:Web of Science,关键词:Synthetic Biology,2018-2022 年)
1.2 产业总览
2019 年,CB Insights 预测,2024 年的全球合成生物学市场规模将从 2020 年的 68 亿美元跃升至 189 亿美元,复合年均增长率(CAGR) 为 29.1%。根据波士顿咨询(Boston Consulting Group,后简写为 BCG)在 2022 年 4 月发布的数据,2021 年全球合成生物学市场规模为 95.16 亿美元;预计到 2026 年,全球合成生物学市场规模将达到 332 亿美元,CAGR 达到 28.4%。这一数据与 CB Insights 的预测基本保持一致。
从下游行业应用来看,医疗健康、科研和工业化工产品为 2021 年的三大应用行业;BCG 预计,到 2026 年,2021 年的三大应用方向将继续领跑,三大应用方向的全球市场规模都将超过 60 亿美元;食品饮料、农业和消费产品将迎来大幅提升,并且 CAGR 将远超过医疗健康、科研和工业化工,迎来超过 40% 的高增长率。
图 | 全球合成生物下游行业应用市场规模及预测(数据来源:BCG,2022 年 4 月)
1.3 一级市场中外对比
根据 SynbioBeta 和 BCG 的数据统计,2021 年全球合成生物学领域的融资总额达到了近 180 亿美元的历史新高,相较于 2020 年,完成了翻倍的成绩。
图 | 2017-2021 年全球合成生物学领域融资总额(来源:SynbioBeta 及 BCG)
其中医药和食品营养、生物工程领域的融资额远超其他细分行业。同时,农业、消费品在 2021 年下半年表现出了较为强劲的融资势头。
图 | 2021 年合成生物学相关的不同细分行业融资情况(来源:SynbioBeta,2022 年 2 月)
从融资活动涉及的轮次来看,CB Insights 的数据显示,近 10 年来,合成生物学领域的融资活动基本以 B 轮及以前为主,2022 年(截止到 10 月 18 日)B 轮及以前的融资活动占比持平于过去 9 年中占比最高的 2017 年,达到 72%,且保持了自 2018 年至 2021 年以来一直上升的趋势。
图 | 2013-2022 年全球合成生物学企业融资的轮次分布(来源:CB Insights,2013-2022 年 10 月 18 日)
目光转回中国,EB Insights 根据公开信息统计,2022 年(截至 12 月 31 日)中国合成生物学领域共公开了 60 起左右的融资事件,涉及金额超 60 亿人民币(未计算未披露、数千万及数亿等不明确数额;所有超/近某一参考值融资额,均取参考值;美元融资以 1:6 美元兑人民币比例计算),如果考虑未披露及不明确数额的融资,中国合成生物学相关领域在 2022 年的融资预估有近百亿人民币的规模。
从 2022 年国内的投资事件轮次分布来看,A 轮融资事件最为频繁;天使/种子轮其次,占到近 1/3 的份额;天使/种子轮、A 轮连同 B 轮融资事件一起,占比近 90%。这一以 B 轮及以前轮次融资活动为主导的趋势,与全球融资表现保持一致。
图 | 2022 年中国合成生物学领域融资项目轮次分布(来源:EB Insights 根据公开信息整理,截至 2022 年 12 月 31 日)
综合全球和中国融资活动分布,我们认为,全球和中国的合成生物学产业正处在一个蓄势待发的聚力状态:在这个阶段,不断有新的企业出现并获得资本青睐,而且这些新兴企业多是由学术带头人或拥有产业经验的业内“老兵”加持;同时早期公司持续扩张,新老资方持续关注并予以支持,这些已经有一定技术积累和产能支持的企业也是最受资本市场追捧的部分。
部分备受资本关注的明星企业
在全球和中国的融资列表中,我们注意到某些企业会以破纪录的融资额完成某轮融资。
比如位于美国旧金山的 Arsenal Bio 在 2022 年 9 月完成了超 2 亿美元的 B 轮投资。作为一家可编程的细胞疗法公司,其致力于整合基于 CRISPR 的基因组工程、合成生物学以及机器学习等技术,以实现规模化和高通量的靶标识别,推动免疫细胞疗法在实体瘤上的应用。其部分资方包括软银愿景二期基金、百时美施贵宝等。此外,还有如 Impossible Foods、Pivot Bio 等食品、农业领域的企业,自成立以来也已获得了十分亮眼的融资总额。
国内如 2022 年 1 月完成 4.3 亿人民币 B3 轮融资后,又于 2023 年开年完成超 4 亿人民币 B4 轮融资的蓝晶微生物、2022 年 2 月完成 2 亿人民币 B 轮融资的中科欣扬、3 月完成近 10 亿人民币 B 轮融资的深信生物等,以及 2022 年中国合成生物学领域融资事件表中条列出的部分企业,也有非常不错的融资表现。
代表资方
根据 CB Insights 的统计,全球范围内,在合成生物学领域出手最为频繁的投资方有 SOSV、Khosla Ventures、ARCH Venture Partners 等,投资了包括 Muufri、Perfect Day、Geltor、Amyris、LanzaTech、Twist Bioscience 等在内的企业;中国在合成生物学领域高频出手的投资方包括红杉中国、高瓴创投等,注资了包括蓝晶微生物、恩和生物、柯泰亚等在内的企业。
1.4 二级市场中外对比
自 2019 年 6 月科创板开板以来的近四年时间里,中国科技创业市场因为有了“出口”变得非常活跃,根据上交所(截至 2023 年 3 月 31 日)的统计,科创板上市公司为 510 家,总市值近 6.6 万亿人民币。
自 2019 年 12 月凯赛生物的科创板 IPO 申请获上交所受理,至 2020 年 7 月首次公开发行,这家以生物法生产长链二元酸系列产品的企业,一直被认为是中国“合成生物领域第一股”。其他主打“合成生物技术”相关概念的上市或递表企业,包括国内最早以微生物合成法生产多不饱和脂肪酸及脂溶性营养素的嘉必优、以合成生物技术(以微生物细胞工厂为核心的发酵法生产工艺和以酶催化为核心的酶法生产工艺)为核心从事氨基酸及其衍生物产品研发、生产、销售的华恒生物以及以合成生物学(对酶、合成途径及生物底盘的设计与改造)技术为核心致力于推动全球医药、农业、食品等生物、化学制品相关行业低碳转型的弈柯莱,也都广泛受到来自二级市场的关注。
根据凯赛生物招股书,其认为全球范围内暂无与其在业务模式、产品种类上均完全可比的同类企业;但其中也提到了(招股书发布时)Zymergen 和 Gingko Bioworks (后简写为 Gingko)等初创型生物技术研发型公司,这两家公司都主要以生物材料作为重点研究方向并均于 2021 年上市。
2022 年 10 月 19 日,Zymergen 被 Gingko 以近 3 亿美元收购。Gingko 主要依靠其细胞编程代码库(Codebase)和铸造厂(Foundry)两大平台,为客户提供细胞编程服务;Zymergen 则主要凭借其生物制造平台,对外提供多种产品(包括疫苗用酶、药物等)。完成收购后,Gingko 将整合 Zymergen 的平台和产品能力,并在此基础上探索新的合作伙伴关系和机会。根据 Gingko 未经审计的 2022 年财务报告,其 2022 年度细胞编程平台预计新增 55-60 个细胞编程项目;推出了 “酶” 服务,并且开设了生物铸造厂的扩建项目 Bioworks7,用于大规模哺乳动物细胞筛选;其 2022 年全年总营收预计为 4.6-4.8 亿美元。2023 年 4 月 5 日,Gingko 宣布收购 StrideBio 的 AAV 衣壳和载体平台资产,这将使 Gingko 的客户能够利用相应的新工具有效靶向不同组织类型,并有可能提高其未来基因疗法的安全性。
此外,美国二级市场中主打合成生物学概念的企业还包括 Twist Bioscience、Codexis、Amyris 等。这三家公司中 DNA 合成公司 Twist Bioscience 上市时间相对较晚(2018 年);主要通过 CodeEvolver® 平台发现和开发新型高性能酶和新型生物治疗技术的 Codexis 和主要利用合成生物技术生产美妆、香氛和健康等相关产品的 Amyris 在 2010 年就已完成上市。
从上面提到的几家中美代表性合成生物领域上市公司,我们可以对比看出:
(1)美国合成生物学相关企业的退出系统起步更早,也因此有更多的合成生物学上市企业,中国合成生物领域相关企业的退出机制是近 3-4 年才开放,所以相关上市企业的数量相对较少;
(2)美国的上市企业主要侧重前端的技术研发,尤其是对菌种或对底盘细胞本身的设计和改造、基础科研的探索、数据积累及交叉学科的探索以及应用等方面。中国的上市企业偏重终端产品的生产;中国是制造大国,从传统发酵向生物制造转型不仅是国家战略,也支撑着我国食品、农业、医药、能源等领域的发展和升级。传统发酵工艺方面积累的经验和技术,对生物制造不仅起到了启示作用,也为工业化能力,特别是工艺优化以及生产流程规划方面带来了提升。
(3 )在向生物经济和生物制造转型的大潮中,在规模和人才数量及成本上,中国相较于美国优势明显。虽然美国由于制造业长期由外部代工,在放大方面缺乏相应的优势,但应注意到,该领域已越来越受美国政府重视。如文章开始提到的拜登签署的“国家生物技术和生物制造计划”行政令,其目的在于加速美国的生物技术创新,在健康、能源、农业等多个领域发展美国本土生物经济,此外还将推进生物制造在美国本土建立强大的供应链以取代海外供应链,加强食品和能源安全、促进农业创新、减轻气候变化的影响。同时白宫举办了“国家生物技术和生物制造计划峰会”宣布提供 20 多亿美元的资金来推进这项行政命令。2023 年 1 月 23 日,美国白宫政府公布了一份《美国生物技术和生物制造的明确目标》(Bold Goals for U.S. Biotechnology and Biomanufacturing)报告,设定了新目标和优先事项,以推进美国生物技术和生物制造发展。基于以上美国国家层面的干预,其在投资、基础研究和创新、知识产权保护以及人才培养等方面,都将为美国生物制造提供支持和保障;在这一背景下,其本土的生物制造发展情况或许会发生改变。
(4)在生物制造过程中,碳源是必不可少的原料之一,而美国拥有大量的可以作为原料的玉米、木材等生物质资源,所以在碳源成本方面,美国的合成生物学企业有一定的优势。
(5)美国企业在横向整合方面行动相对频繁,中国合成生物学企业和相关产业还在上升过程中,还并未出现“整合潮”。未来,随着中国和全球合成生物学及相关企业的发展壮大,我们将见到更多中、美以及全球其他地区新兴企业的出现、发展、交流和整合。
2020 年 12 月,EB Insights 着眼全球范围,发布了“全球最值得关注的 50 家合成生物学企业”,其中总部位于中国的企业共计 9 家( Bota Biosciences 恩和生物、博雅辑因、合生基因、泓迅科技、凯赛生物、蓝晶微生物、传奇生物、森瑞斯等),不到总数的 1/5;彼时入选的企业有“尚在襁褓”的森瑞斯,也有已上市的凯赛生物,可见中国的合成生物产业在当时就已初具形态。
企业名单发布至今已两年有余。这两年中,我们不仅看到了技术发展和资本加持下,中国合成生物学创业企业的兴起和发展,也看到了科创板“快速通道”中走出来的更多上市企业,这些企业不仅包括以“生物法”为核心技术的合成生物学企业,也包括越来越多将目光转向合成生物学的合成生物学产业相关的上下游企业。
在此背景下,我们希望能够借助此次盘点,对中国合成生物学企业进行扫描,更新对中国合成生物学产业图景的理解,找出其中极具代表性和成长势能的企业,也希望这些企业继续以理性客观的态度来面对发展中的机会和困难,并进一步推动中国合成生物技术的落地应用、完善产业生态,讲好中国合成生物技术和产业故事,推动中国生物经济的可持续发展。
02
EB Insights「合成生物新锐企业」
2.1 关于评选
合成生物学企业的核心在于将工程学的 DBTL 循环理念———设计(design)、搭建(build)、测试(test)、学习(learn)——应用于生物科学领域,克服相关生产瓶颈。其以 DNA、RNA、蛋白质等生物大分子为基础元件,通过挖掘、研究、合成、改造、表达、利用等方式,或直接产出目标产品(如高附加值产物、疾病疗法、改良作物等)或完成酶库、菌株库、组学库等各类工具库及数据库的搭建,为上下游提供服务。
此次评选主要关注符合以上对合成生物学企业定义的非上市且总部位于中国的公司;遴选过程综合考察了公司的融资、技术方向、核心技术水平及布局、团队、近 3 年的产品及产线推进、合作伙伴等多个维度,同时也考虑到公司在技术、产品等方向的差异度和新颖度,再综合学术、产业专家等多方建议,最终形成以下 40 家 EB Insights 合成生物新锐企业(简称“EB Insights 造物 40”)。
以下为本次入选企业,按公司「中文名称」拼音首字母排序:
关键词:3000 余种工业合成先导酶实体库
入选理由:百福安生物由华东理工大学许建和教授于 2014 年创立。公司通过生物计算及定向进化等技术对多类型酶功能元件进行催化效率、稳定性和时空产率等多方面优化,自主知识产权的工业先导酶实体库现已扩建至 3000 余种。依托分子酶学工程平台,百福安生物主营手性醇、手性胺等各类高附加值化学品的酶法合成服务,现已落地上海及苏州研发/生产中心,并与多家产业方达成了生产线共建,实现了多项产品技术的从头研发和规模化量产。2022 年 4 月,完成近 5000 万人民币天使轮融资;2023 年 4 月,完成 Pre-A 轮股权投资。
关键词:高效蛋白质设计协同细胞工厂
入选理由:百葵锐成立于 2019 年。公司利用 AI 与蛋白设计和蛋白分子机器组装技术,进行高效协同效应蛋白质设计及高效细胞工厂的开发。公司布局开发 AI 引擎 SmartEvolution 智造平台结合高通量筛选系统,高效提升酶的定向进化效率,可以做到日均筛选几十万次量级,提升效率 1000 倍。公司自主研发的产品涵盖靶向性杀菌蛋白、功能多肽、人造功能蛋白、肠道给药医用酶等多个方面,目前已开发出生物合成头孢抗生素的关键中间体 7-ADCA,正在突破抗生素耐药性难题。目前百葵锐已完成三轮近亿人民币的融资;与欧莱雅、赢创、巴斯夫、先正达等跨国企业建立了长期战略合作。22 年 8 月,公司还与 A 股上市公司万盛股份(603010)成立合资合成生物学公司,即将进军生物基洗护材料领域。
关键词:医用生物材料,伤口闭合和伤口护理产品
入选理由:柏垠生物成立于 2021 年 3 月,由中国科学院深圳先进院研究员钟超博士创立。钟超博士毕业于麻省理工学院(MIT),荣获科技部重点研发计划合成生物学专项首席科学家。柏垠生物致力于高通量合成生物技术和人工智能(BT-IT)双核技术驱动的技术平台开发以及生物基材料和相关产品开发,主要布局蛋白和多糖类原料开发管线,通过理性设计赋予材料独特的生物活性甚至生命特征,为客户提供安全高效的绿色解决方案,相关原料及产品广泛应用于医药、医美、化妆品、食品和工业等领域。2021 年柏垠生物与先进院联合成立“材料合成生物学产业成果转化中心”,2022 年通过光明区合成生物企业认定。2022 年 12 月完成超亿元 Pre-A 轮融资,总融资额超 2 亿人民币。
关键词:两千余株生产用菌株 + 超四万株研发工程菌株
入选理由:倍生生物是一家专注于物种设计和应用的合成生物学公司,成立于 2019 年,现已完成超亿人民币种子轮和天使轮融资。公司旨在用软件工程理念指导工业微生物基因组的全局理性设计,以天然生物为出发点开发「ArchiCel」—— 构架化基因组物质处理单元(Material operating CEll with ARCHItectured genome)。倍生生物现拥有两千余株生产用菌株以及超过四万株研发工程菌株,另有数万工程元件及相应的结构化数据。基于其高通量组装、组学分析、精细化发酵和产品研发能力,倍生生物专注于合成生物学工业基础设施建设和 ArchiCel 及天然优势菌在发酵食品、日化品和医学检测等领域的产品开发。
关键词:低成本长序列基因合成
入选理由:呈源生物 2017 年成立于杭州,由巢生资本(Nest.Bio Ventures)孵化成立,致力于长序列 DNA 片段(>1kb)的低成本合成,目前已将 T 细胞受体(TCR)基因序列合成成本大幅缩减至原有的百分之一。公司拥有 PathFinder DNA Assembly™ 及 Nano Toothpick™ 两个核心技术平台:前者使用预测算法,通过对粘性末端的理性设计,可将 DNA 短片段组装的平行效率提升几个数量级;后者通过 DNA 通路设计,使用二代测序技术直接进行合成 DNA 的筛选验证,跳过耗费人工时间的菌落挑选过程。两相结合,呈源生物开创出低成本、高准确度、长序列的 DNA 合成技术,并以此为基础开发出了全球最大的生理环境下验证有效的肿瘤响应 TCR 库(TCR > 100个)。同时,呈源生物也在与下游客户接洽,提供 DNA 合成服务。截至目前,其已获得近 7000 万美元的融资总额。
关键词:具备产业化潜力的经济藻种库
入选理由:德默特生物科技(珠海)有限公司成立于 2019 年,是一家专注于微藻基合成生物学产品的初创公司。不同于大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等传统发酵的模式菌株,微藻本身具有强大的固定碳的能力。德默特已筛选得到具备产业化潜力的经济藻种库,还拥有自研的“光碳智造”平台,通过物理手段突破传统藻类培养的光能转换壁垒,效率达到 10%。在此基础上,使用合成生物学技术,德默特正在进行针对功能性脂质(类胡萝卜素、长链多不饱和脂肪酸等)和蛋白质的代谢通路优化改造。2022 年 8 月,德默特宣布完成近亿人民币 Pre-A 轮融资。
关键词:DNA 单次合成通量 150 万条
入选理由:迪赢生物(Dynegene Technologies)于 2018 年在中国上海成立,是目前唯一能够在国内商业化完成超高通量新一代 DNA 合成的企业,已获得国内多家投资机构共计数亿人民币级的投资。迪赢生物现已开发出多个平台技术,实现了国内新一代核酸合成领域的零突破。其中石英虚拟墙高通量合成平台可使 DNA 单次合成通量达到 150 万条且大幅提高正确率(错误率小于千分之一)和合成长度(最长可达 230 nt );微柱式高通量 DNA 独立合成平台可实现高通量单条寡核苷酸独立合成与纯化;双链 RNA 探针可在 NGS 靶向捕获领域实现更高灵敏性。
关键词:为多种产业提供产品及绿色生产技术解决方案
入选理由:恩和生物(Bota Biosciences)2019 年成立于杭州,是一家全球运营的合成生物学产业公司。公司通过搭建标准化、自动化的高通量实验平台(Bio-foundry),结合生物计算和机器学习对生物体进行系统性、工程性编辑,致力于开发高效、绿色、低成本且适用于大规模生产的工业生物制造技术,为化工、个护、食品、营养、环保和农业等多种产业提供产品及绿色生产技术解决方案。公司业务涉及生物催化、生物转化和生物合成三大板块,专业能力囊括生物计算、菌株工程以及发酵工艺开发。公司已建成高度集成的自动化技术平台 Bota Freeway,可高速推进多个产品管线并行研发。该平台可高效完成合成生物学的设计-建造-测试-学习循环,将迭代周期大幅缩短,并进一步覆盖了下游工艺开发和非传统工程微生物菌株改造。成立以来,公司已完成超 1.45 亿美元总融资。公司已与包括全球化工巨头巴斯夫、西班牙企业 Medichem 等在内的国内外知名企业建立了合作关系。
关键词:十余项全球领先的关键模块和算法
入选理由:分子之心成立于 2022 年 1 月,由全球知名计算生物学家、“AI 蛋白质折叠奠基人”许锦波教授创立。基于许锦波教授及团队在 AI 蛋白质结构预测与设计方面的科研成果和经验,分子之心搭建了 AI 驱动的一站式蛋白质预测和设计、优化平台 MoleculeOS,在蛋白质从头设计、优化、蛋白质以及复合物结构预测、蛋白-蛋白对接、蛋白质侧链预测、蛋白质功能预测等十余项关键模块和算法上全球领先。成立仅一年有余,分子之心已完成两轮融资,并深入合成生物学领域,推进合成生物学新品研发和产业升级。
关键词:酶催化剂共生技术平台
入选理由:合成纪元(Synthera)成立于 2022 年 5 月,专注为绿色生物制造开发和提供具有高稳定性和多功能性的酶催化剂产品以及解决方案。公司由清华大学化学工程系长聘教授、工业生物催化教育部重点实验室常务副主任戈钧博士创立并担任首席科学家,团队其他成员来自学术界顶尖的酶催化剂设计、改造研发团队以及工业化和商业化经验丰富的工程师团队。利用合成生物、纳米材料、化学工程等多学科技术交叉,经过十余年不断开发和建立起基于生物催化与化学催化相融合的核心技术平台——酶催化剂共生技术平台(CME),该平台包含了从基底酶分子功能元件设计到适用性改造的全链条技术,拥有自主知识产权和极具行业独特性的酶催化元件构造和纳米封装技术。2022 年 7 月,公司完成数千万人民币天使轮融资。目前已与国际酶制剂头部企业诺维信和新材料著名企业长兴材料建立了战略合作关系,与国内处于行业前列的多家涂料企业达成长期合作,开拓了生物酶在涂料、纺织、塑料、碳捕集等领域的革新应用,创新地推动工业绿色可持续发展。
关键词:自主研发酶法工艺合成 HMOs
入选理由:山东恒鲁生物科技有限公司由方诩教授于 2018 年创立,致力于绿色先进生物制造技术研究和功能性活性物质产业化开发,研究中的原料包括母乳低聚糖、红景天苷、酪醇、羟基酪醇以及海参低聚肽等小分子活性肽类系列产品,可广泛应用于婴幼儿配方奶粉、功能食品、特医食品、化妆品、药品等领域。2023 年 2 月,恒鲁生物上线“恒鲁智慧 AI 计算云平台”,采用软件工程技术对工业微生物实施全局理性设计,以 AI 技术模拟合成生物学高通量筛选菌株,全面加速新品研发到放大量产的过程。此外,公司采用国内外首创的“酶/酵母双法”技术路径,以糖类为底物,进行 LNTⅡ、LNT、LNnT 生产,结晶纯度 99.9%,目前已经具备六种 HMOs 的商业化生产能力;开发红景天苷合成新途径,产品纯度可达 99%。
关键词:环形 RNA 技术平台
入选理由:上海环码生物医药有限公司成立于 2021 年,是一家从事环形 RNA(circular RNA,circRNA)药物研发的初创型公司。公司开发出一种独特的 RNA 环化系统,打破了 T4 RNA 连接酶法和 PIE 自剪接法对产量的桎梏和对序列的干扰,体外反应无需蛋白催化、效率高、稳定性强、产生的 circRNA 分子可不含非目标序列,极大地推动了相关药物的研发进展。以此为基础,再借由 AI 序列设计优化平台助力,环码生物已布局多个预防性疫苗和治疗性药物管线,预计将在近两年陆续进入临床阶段。2021 年底,环码生物完成 2000 万美元的 Pre-A 轮融资。2022 年 9 月,一体化研发中心落地上海高桥,已正式投入使用。
关键词:全场景酶类设计研发平台
入选理由:江苏惠利生物成立于 2018 年,是一家基于核心工业酶元件设计平台开发创新生物催化技术并实现商业化落地的合成生物学公司。公司董事长郭宏明先生毕业于华东理工大学,深耕合成生物学产业三十年。联合创始人吴边先生是中国科学院微生物所研究员,博士生导师,国家“杰出青年基金项目”负责人。惠利生物正在建设全场景酶类设计研发平台。基于合成生物技术开发的核心产品吡嗪羧酸(MPCA)相关酶法合成途径已开发完成并投入生产。另外,惠利生物正计划在泰州基地建设新的生产线,以及在内蒙建设新的生产基地,将已完成中试的其他产品投入生产。2022 年 7 月,惠利生物宣布完成近 3 亿人民币的 A 轮融资。2022 年 11 月,惠利生物与诺维信达成战略合作。
关键词:工程细胞全基因组基因型-表型关联分析
入选理由:聚树生物成立于 2022 年,是一家产品驱动数据的哺乳动物细胞合成生物学公司。公司致力于建设工程细胞的工业表型关联基因数据集及智慧设计平台。前者综合 CRISPR 高通量基因型构建与液滴微流控超高通量表征测试技术,可方便未知关联基因及其位点的标准化、集成化深入挖掘;后者通过建立全基因组代谢网络模型、引入深度学习等数据科学方法,可实现工程细胞定制化设计与构建。2022 年 12 月,聚树生物与嘉必优达成战略合作;2023 年 1 月,其宣布完成超 6000 万人民币天使轮融资。公司目前已具备多条成熟产品管线。
关键词:行业领军团队
入选理由:柯泰亚生物成立于 2021 年,专注于应用合成生物学技术生产高附加值产品,由来自 Amyris、梅花生物、赢创中国等企业的“行业老兵”团队创建。原 Amyris 研发副总裁兼中国区总裁赵立山曾领导或参与了 Amyris 旗下青蒿素、法尼烯、维生素 E 等多种产品从实验室研发到大规模生产和商业化的过程;其他创始团队核心成员平均行业经验也超过 10 年,拥有从工艺研发到市场的各个环节的产业积淀。柯泰亚生物成立一年有余,目前已完成累计数亿人民币融资并在积极推进产品落地及订单合作。
关键词:蓝晶™ PHA 一期 5000 吨产线投产上市
入选理由:蓝晶微生物成立于 2016 年,致力于利用合成生物技术进行分子和材料创新,提供创新型生物基解决方案,产品包括可降解生物聚合物 PHA、再生医学材料、美妆新功能成分、益生菌等。2022 年 10 月,蓝晶微生物首个重大工程——用于生产可降解生物聚合物蓝晶™ PHA 的超级工厂于江苏盐城建成投产,一期产线年产量 5000 吨,蓝晶™ PHA 系列产品正式上市。蓝晶™ PHA 不仅有类似化石基塑料的力学性能,还具有优异的强度、耐热性、阻隔性等特质,可广泛应用于绿色包装、餐饮具、化妆品、纤维织品以及其他高端应用制品。蓝晶™ PHA 能够以多种可再生生物质为原料进行生产,并在多种人工以及自然环境中实现自发降解。继于 2021 年 2 月完成当时国内创纪录的单笔融资额后,蓝晶微生物 B 系列融资总额已近 20 亿人民币。
关键词:国内领先的人体菌群代谢产物库
入选理由:零一生命成立于 2016 年,主要瞄准包括肠道菌群、皮肤菌群、口腔菌群在内的人体微生态,专注于相关平台服务及药物研发。公司现已完成超过 2500 万人次的基因检测服务;并建成包含皮肤病、肥胖和糖尿病等疾病相关菌株的微生物活菌库,持续积累了数万株新菌株和国内唯一的人体菌群代谢产物库。零一生命通过公司主体及三家全资子公司,分别布局有新药研发、基因检测、个性化定制健康管理食品以及合成生物底层菌株工具开发四大板块,现有 7 条原创新药管线(主要针对特异性皮炎、痤疮、肥胖症、糖尿病、非酒精性脂肪肝等多种疾病)、6 款益生菌产品、10 款基因检测产品。成立至今,零一生命已完成六轮融资,并与上海华山医院、上海瑞金医院、中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所在内的多家医院及科研机构达成合作。
关键词:十年专注酶创新,二十余款产品投放
入选理由:酶赛成立于 2013 年。公司以新酶开发为核心,既提供定向进化研发服务,也自主进行手性化学品等的生物制造。其自建的 BioEngine® 自动化高通量实验平台与 BioNagivator® 计算机技术平台相结合,可针对多行业化学品生产的需求高效地完成酶的原创开发。公司现建有研发中心与两个生产基地,年产能近千吨级。目前,酶赛已完成多轮融资,其中 2022 年初完成 C 轮约 3 亿人民币融资。
关键词:>22 万菌株
入选理由:慕恩生物 2015 年成立于北京,总部设在广州。公司专注于将微生物组资源商业化,拥有微生物组发掘和产业化平台,已搭建起了发现、筛选、改造、应用的完整微生物产业化技术体系,并拥有目前全球最大、生物多样性最高的农业和人体微生物菌种保存中心,保存菌株超过 22 万株,并构建了自有的大规模标准化基因元件库。公司业务覆盖生物农业和生物医药两大板块:生物农业方面,慕恩生物已获得 22 个微生物菌剂登记证,在登生物农药 8 个;生物医药板块,公司依托领先的全谱活菌药物开发平台,瞄准微生物疗法在肿瘤免疫和代谢疾病领域的治疗潜力,已建立起 11 项活菌药物管线,并将 3 项自主研发的创新药物推进临床阶段。公司也已与诺和诺德、恒瑞医药、默克中国创新中心等药企达成合作,与湖南大学、中山大学分别共建联合实验室,并与广东省人民医院、解放军 301 医院等医疗机构达成临床合作。历经 7 年时间,慕恩生物已完成 5 轮融资,总融资额近 5 亿人民币。
关键词:中国基因编辑领域种子轮融资纪录
入选理由:齐禾生科成立于 2021 年 9 月。公司立足于农作物基因编辑领域,在 2022 年 3 月宣布完成过亿人民币种子轮融资,创下中国基因编辑领域种子轮融资金额新纪录。公司创始人高彩霞博士为中国科学院遗传与发育生物学研究所课题组长,首席技术官 Kevin Zhao 博士在基因编辑方面拥有深厚的学术经验。齐禾生科自建有 “SEEDIT™” 基因编辑平台:其中 “SEED” 平台已在常见的玉米、大豆、小麦等二十余种农作物中建立了全套基因编辑体系;“EDIT” 平台则专注于底层基因编辑技术的开发,包括新型 CRISPR 系统、碱基编辑、引导编辑以及大片段 DNA 插入技术。通过两个子平台的有机结合,齐禾生科正在完成主粮及经济作物基因编辑全流程搭建与自主知识产权护城河构建。2023 年 4 月,齐禾生科宣布完成超亿元 Pre-A 轮融资。
关键词:下一代组织化人工血管、电子血管、血管化人工胰岛
入选理由:柔脉医疗成立于 2021 年 11 月,致力于研发植入式创新医疗器械。公司通过融合支架生产工艺、细胞培养工艺以及生物反应器等技术,布局下一代组织化人工血管、电子血管、血管化人工胰岛等医疗器械产品。此外公司通过布局合成生物学技术,构建人工染色体与人工正交基因网络,设计大的基因组网络(包括多个人工蛋白、人工启动子、人工终止子设计)、进行基因重构,实现对细胞(包括大肠杆菌、酵母、干细胞、体细胞等)的重编程。目前公司已与包括南方科技大学、瑞士联邦理工学院、瑞士电子与微加工中心、中国科学院等高校,以及阜外医院、国家心血管病中心、301 等医院达成合作;并于 2022 年 12 月完成 A 轮数千万元融资。
关键词:三十余种单品进入产业化
入选理由:瑞德林生物(后简称“瑞德林”)成立于 2017 年,专注以生物合成技术实现以生命分子为核心的特色功能原料的生产。依托创始团队近二十年的产业经验和科研积累,公司建立了多学科融合技术平台,基于对酶结构、功能及作用环境的理性设计和精准构建,形成以功能原料绿色制造为导向的核心技术体系,现已有三十余种产品进入产业化,其中包括蓝铜肽、玻色因、麦角硫因、谷胱甘肽、肌肽、依克多因、燕窝酸、母乳低聚糖、GLP-1 受体激动剂等应用于功效护肤及营养健康领域的明星产品。瑞德林现已在深圳建有中试车间、在甘肃及珠海建有生产基地,可以实现功能原料的十吨至百吨级量产。2022 年 12 月,瑞德林完成近三亿人民币 B 轮融资。
关键词:酿酒酵母生产高附加值产品
入选理由:森瑞斯成立于 2019 年。创始人罗小舟现担任中国科学院深圳先进技术研究院合成生化中心执行主任。公司定位合成生物学平台企业,通过逻辑性设计和定向进化,人工创造具有特定功能的新途径或新型酶。目前公司已积累了 20 种研发工艺和十几个基于不同生物合成途径的菌株,覆盖了如萜类、生物碱、脂肪酸、氨基酸和黄酮类等产物方向,其中产大麻素酿酒酵母已优化提升产量 100 万倍。公司产品管线涉及医药、化工、农业、消费品等领域;大麻二酚、大麻萜酚和液体新材料橡胶等六个项目现已完成生产中试,2023 年 6 月将启动大规模量产、销售。2021 年,森瑞斯与安琪酵母成立合资公司。2022 年,公司获得近亿人民币 A 轮融资。
关键词:与百济神州达成全球性战略合作
入选理由:深信生物成立于 2019 年 11 月,公司通过自主搭建的 mRNA 及 LNP 技术平台,在感染性疾病预防疫苗、罕见病、肿瘤治疗性疫苗、肿瘤免疫治疗增强剂四大方向构建研发管线,目前公司已经构建超过 5000 个 LNP 库,可用于筛选适用于不同治疗场景的 LNP 载体。2022 年 7 月,百济神州宣布与深信生物达成全球性战略合作,双方将基于深信生物的创新型技术平台开发 mRNA 疗法。深信生物还将授予百济神州其 LNP 技术平台的非独家使用许可,并获得额外预付款以及额外的里程碑款项。2023 年 2 月 25 日,其自主研发的广谱保护型 mRNA 新冠疫苗获得美国食品药品监督管理局(FDA)新药临床试验申请(IND)批准。成立 3 年,深信生物已获得超过 10 亿人民币的风险投资。
关键词:30 余种天然化合物代谢通路解析
入选理由:生合万物由分子微生物学家赵国屏院士等顶级科学家建立于 2021 年。公司专研生物元件理性设计与细胞工厂构建,目前已拥有 33 项与皂苷合成相关的专利,其中 15 个化合物的发酵产率已达到产业化水平。公司布局生物医药、保健品、功能性食品和化妆品等多个领域,天然产物如人参皂苷等多个化合物正在产业化落地中。目前,生合万物已完成 3 轮近亿人民币融资。
关键词:全球首次实现一氧化碳生物合成蛋白质规模化生产
入选理由:首朗生物成立于 2016 年,为首钢朗泽子公司。公司力求突破天然蛋白质植物合成时空限制,将钢铁、铁合金、石化炼油、电石、煤化工等化工产业排放尾气中的 CO 和 CO₂ 固定为生物乙醇和饲料蛋白,以期实现化工尾气的高效清洁处理、解决大气污染问题、助力实现双碳目标。在工业化条件下,首朗生物通过一步生物合成蛋白质,产物收率最高可达 85%,其中 CO 的生物转化时间缩短到仅 22 秒,反应速度在全球居首位。目前公司已开辟低成本非传统动植物资源生产优质饲料蛋白质新途径,建设有万吨级产能产线,其乙醇梭菌蛋白产品于 2021 年 8 月 27 日获得农业农村部颁发的中国首个饲料原料新产品证书。
关键词:负碳生物制造
入选理由:肆芃科技成立于 2022 年 5 月,9 月即完成本草资本领投的数千万人民币天使轮融资,是一家聚焦于负碳合成生物学的新型科技公司。依托上海交通大学微生物代谢国家重点实验室在合成生物学领域的深厚原创积累,公司重点打造了基于智能代谢重编的大宗化学品先进生物制造平台,已有多个产品完成工业化应用,并在国际上唯一实现直接利用二氧化碳一步法合成聚乳酸(PLA)。
关键词:利用嗜盐菌底盘进行高附加值产品研发生产的下一代工业生产技术
入选理由:微构工场专注于合成生物学前沿领域,通过嗜盐微生物的改造和工程化应用,构建了“低碳+智造”绿色生产模型,进行“平台+产品”双矩阵发展。利用前沿的“下一代工业生物技术”平台建设“超级细胞工厂”,微构工场成功地进行一系列合成生物学的创新研发和生产,包括生物降解材料 PHA(聚羟基脂肪酸酯)、医药中间体四氢嘧啶、尼龙 56 前体戊二胺等多种高附加值产品。目前,搭载了全新一代数字孪生引擎的微构工场合成生物学智能生产示范线,已在北京中德产业园正式投产;以及位于湖北宜昌的年产万吨级生产基地正在建设中。微构工场还计划在 5 年内建立覆盖全国的 3-5 个大型生产基地。微构工场已完成三轮近 7 亿人民币融资。
关键词:四条 AI+ 微生态药物管线进入临床阶段
入选理由:未知君成立于 2017 年,拥有领先的 AI+BT 微生物组研究和产品开发平台。从“数据”到药物,未知君从适应症和机制出发,利用 AI 算法、生物信息分析和肠道微生物技术进行功能产物和关键菌种预测工作。未知君拥有配方菌、基因工程微生物、微生物衍生分子和肠菌移植 FMT 等多种形态的药物管线,总数量超过 10 条,适应症覆盖肿瘤、神经系统疾病、消化代谢系统疾病和免疫相关疾病等领域,其中 4 条管线进入临床阶段。此外,未知君围绕 FMT 肠菌移植治疗、益生菌研发等方向进行科学研究、产品研发与产业布局。目前,未知君已完成近 1 亿美元的 B 轮系列融资。
关键词:目前全球最大的藻类生产养殖基地和建成光合生物学平台
入选理由:小藻科技成立于 2016 年,目前已完成四轮融资,总融资额超亿人民币。公司选择拟微球藻作为单细胞微藻的底盘细胞工厂,围绕其进行了固碳能力提升与培养条件适应(可户外四季立体养殖),下游产物高效有序分离等多方面技术的持续创新和迭代。在技术方面,通过定向进化与高通量测序数据库沉淀,小藻科技已成功将二十碳五烯酸(EPA)产量提升四倍有余,并正在与中国科学院青岛生物能源与过程研究所合作,共同推进合成生物学和代谢组学技术以进一步提升固碳效率和 EPA 产量。除此以外,公司还布局有蛋白类、胞外外泌体、多糖提取物、类胡萝卜素一族等多个产品管线,共涉及食品、营养补充剂、医药、美妆个护、动物营养等多个板块。在生产落地方面,2018 年小藻科技在广西防城港建立了中试室外养殖基地;2021 年已建成二期养殖基地,占地面积 1200 亩,已投产 880 亩,是目前全球最大的自养藻类生产基地,实现无污染水循环系统,并建成自主研发的藻类产物高效分离产线。在产品方面,小藻科技现以 EPA 藻油、微藻蛋白/多肽、微藻多糖等为主营产品,2022 年藻油产量近 50 吨,营收近 2000 万人民币;伴随 2023 年生产线满负荷运行,营收预计将上升至 1 亿人民币左右。
关键词:24 小时木质纤维素发酵糖浓度 170g/L
入选理由:循原科技成立于 2023 年,是一家基于非粮碳源的生物炼化与生物制造平台公司。公司依托于中国科学院过程所专业团队多年的产研经验,专注于汽爆预处理、高效酶解发酵等一系列先进过程工程工艺的开发与实施,集成优化推出了拥有自主知识产权的生物质转化成套技术、装备及工艺。公司可利用农业废弃物为原料,生产具有普适性的可发酵糖,高品质的可催化糖,及原料级的木质素。目前可将酶解反应固相含量提高到 50%,同时酶解 24 小时葡萄糖浓度即可超过 170g/L,纤维素酶用量可节省超过 70%,纤维素酶成本可降低 60%,制备的可发酵糖抑制物含量显著降低,为后续菌株适配提供更有利的条件,经测算,实现规模化生产后,总体可发酵糖价格远低于当前葡萄糖成本。
关键词:全自动智能柔性合成生物平台
入选理由:LifeFoundry(衍进科技)成立于 2016 年。公司自建有智能柔性合成平台“达尔文”(D.A.R.W.In.),目标覆盖从前期干实验算法设计(底盘菌株组学解析、关键基因筛选设计、代谢通路的发掘与优化等),到后期湿实验自动化验证(DNA 组装、转化/转染、代谢产物提取、分析、发酵工艺小试)的全自动化全流程工作。该平台可比传统研发效率提升两倍数量级,且成本更低、容错率及成功率更高。平台目前规模可同时平行进行 10-20 个项目的研发,目前已有 3-5 个项目分别在实验室以及小试水平取得成功。公司成立至今完成两轮共计 2000 万美元的融资。
关键词:D- 乙酯、L- 草铵膦产业落地
入选理由:引航生物(LeadSynbio)成立于 2015 年,专注于合成生物技术的创新应用研究,从事人类营养、动物营养、医药、植物保护领域工业生物技术及产品的研发生产与销售。引航生物拥有一支来自于科研、市场和产业各领域的核心人才团队,自建有产能 5800 吨/年的生产基地及 DBTL 全流程合成生物学平台。凭借其合成生物技术平台的原始创新能力,引航团队开发了全球独创的生物酶法合成 D- 乙酯工艺并成功实现了规模化生产,此外引航生物合资公司已经实现了年产千吨 L- 草铵膦的产业化落地。目前,引航生物已完成 C+ 轮数亿人民币融资,产能加速扩充,研发管线陆续落地,业绩快速增长。
关键词:国内唯一一家合成生物技术规模化甜菊糖苷生产商
入选理由:四川盈嘉合生成立于 2015 年,主营产品为多种天然活性产物。中国科学院合成生物学重点实验室副主任王勇担任首席科学家,带领团队利用合成生物学技术构建了甜菊糖苷的代谢途径、并通过 FDA 甜味剂认证。盈嘉合生现年产稀有甜菊糖苷 100 吨,转化率 > 95%,是国内唯一一家规模化甜菊糖苷生产商,在国际市场也已进入排头兵行列。除此以外,盈嘉合生还布局有其他合成生物产品,并与许多世界知名企业达成供应合作,总销售收入过亿元。2022 年 3 月,公司已完成近亿人民币 A 轮融资。
关键词:合成生物学赋能耐药菌疫苗研发
入选理由:羽冠生物(Delonix Bioworks)是一家专注创新疫苗及工程菌药物开发的合成生物学公司,致力于运用合成生物学拓展生物医药的边界。借助科学创始团队在非模式菌编辑上的多年积累,公司成功推出 ProBVax 及 BioDVax 两大合成生物学疫苗技术平台,并成功建立了针对近十种关键病原菌的基因编辑技术和方法,可助力各类全菌疫苗及组分疫苗的研发及升级,获得国内多家疫苗企业的青睐。同时,公司围绕现有大品种的升级换代和全球新疫苗两个战略方向进行了多个创新疫苗管线布局,其中首个管线 DX-101 已经实现临床前 POC,多个维度数据显示该产品具有同类最佳疫苗的潜力。公司已完成由勃林格殷格翰风险基金(BIVF)和 IDG 领投的种子轮融资。
关键词:微藻新蛋白、微藻虾青素、微藻脂肪酸进入中试阶段
入选理由:元育生物成立于 2021 年 6 月,并于当年连续完成天使、Pre-A 轮融资。目前公司 3000 平方米的中试基地已投入使用,微藻新蛋白、微藻虾青素、微藻脂肪酸三类产品已进入中试阶段;利用微藻合成生物平台,公司已成功在莱茵衣藻中完成天然虾青素的合成。此外,元育生物已建成合成生物研发中心(深圳)和小规模生产基地(珠海),并投入使用。2023 年 2 月获得广东省珠海市香洲区市场监督管理局颁发的《食品生产许可证》,标志着元育生物已打通从研发生产到供应市场的链路。旗下 “XGLU”、“超级藻侠”、“微藻方舟”等业务板块供应高品质的微藻蛋白、虾青素、微藻多糖等食品、个护原料及专业的微藻生物技术科研服务,产品与服务均已经获得众多海内外客户的认可。
关键词:利用基因治疗及工程化细胞开发再生医学疗法
入选理由:臻赫医药成立于 2021 年,是一家应用合成生物学技术开发再生医学产品、细胞及基因治疗方法的公司。公司自建有三大平台:计算机辅助药物分子设计及合成平台、高通量药物载体设计及筛选平台和基因工程模式动物开发及测试平台。基于三大平台,目前臻赫医药已形成了对于创伤、退行性疾病、骨骼肌肉系统疾病为主的产品管线布局,其中关节损伤修复药物已进入临床 IIa 研究,皮肤烧创伤修复管线已完成临床 IIT 研究,另有多个管线处于临床前药物评价。公司由哈佛大学、剑桥大学、中国科学院研究人员发起,拥有强大的学术背景,丰富的临床经验,并与中国科学院深圳先进技术研究院、中山大学附属医院、浙江大学基础医学院等多家知名医疗机构和科研机构及上海医药集团等上市药企达成合作。
关键词:50 多万个蛋白与核酸结构的预测
入选理由:智峪生科成立于 2021 年 4 月。公司专注于蛋白结构预测和设计技术,为大分子结构计算、分子结构模拟、药物设计、酶工程、大分子设计提速。目前公司创新有“计算设计-实验验证-计算再优化(DBTL)”的循环验证模式,并打造有 ZCloud™ 大分子设计平台、ZPod™ 大型生物计算基础设施、ZBot™ 自动化合成实验室等技术平台。其中 ZCloud 平台整合了由公司与香港中文大学及复旦大学合作开发的全新算法 fastMSA,该算法突破了传统多序列联配(Multiple Sequence Alignment,MSA)高耗时、低通量的难题,预测 1000 及以下长度的蛋白质结构用时仅不到十分钟。2022 年 9 月 20 日,智峪生科再推出全流程蛋白设计平台“峪云 ZCloud”。目前公司已累计服务乐普生物、海正药业、维亚生物、引加生物等 50 余家生物科技企业及学术机构,完成 50 多万个蛋白与核酸结构的预测,并已与维亚生物达成战略合作。2022 年,智峪生科完成 Pre-A 轮融资。
关键词:合成生物电化学碳中和技术
入选理由:中科翎碳成立于 2021 年,公司以自研非贵金属电化学催化剂和合成生物技术改造底盘菌为核心,以工业排放二氧化碳为底物,生产制造替代蛋白、有机酸等大宗生物及化学品及依克多因、生物基可降解塑料等高附加值产品。公司现已研发制成国内首款年利用千吨级二氧化碳小型模块化橇装设备,并有两项产品荣获第二十四届高交会优秀产品奖。中科翎碳创始人、首席科学家夏霖博士为中国科学院深圳先进技术研究院高级工程师,曾在合成生物电化学领域耕耘十年;公司联合创始人、CTO 叶健文博士为华南理工大学副教授,拥有多年合成生物发酵产业化经验。过去一年内,中科翎碳完成近 5000 万人民币种子轮与天使轮融资,并与多家央企、国企及上市民企达成碳利用合作,在甘肃、山东、大湾区等地进行试点工程建设。
关键词:全球极端环境微生物基因组数据库和实体库
入选理由:中科欣扬成立于 2015 年,致力于为全球各行业提供全新的生产方式及解决方案。利用多种微生物宿主,生产蛋白质、氨基酸衍生物、聚酮类化合物、萜类化合物和生物碱类等多种类生物活性成分。中科欣扬建成了全球极端环境微生物资源库,已存储来自多种极端环境的高质量菌种 1 万余株;通过计算智能平台和生物大数据技术处理,该库拥有原始测序数据 500GB 以上, 高质量碱基序列 600 万余条。高通量自动化平台依托各类自动化设备,提升合成生物学的研发效率。2022 年,完成了近 2 亿元 B 轮融资。
2.2 造物 40:掘金角力生物经济时代
技术导向,各有所长;交叉学科,相得益彰。
从整体看,入选企业基本都形成了拥有自主知识产权的核心技术体系,以独当一面的突破性技术构建护城河、形成专利壁垒,如齐禾生科在基因编辑上的积累,首朗生物在一氧化碳生物合成蛋白质上的创举、生合万物在皂苷合成方面的专利布局、呈源生物在长序列 DNA 片段合成上的技术创新、迪赢生物在 DNA 单次合成通量上的提升、环码生物对 RNA 环化技术的改进及循原科技在木质纤维素制备可发酵糖上的迭代等。
这些典型的合成生物学技术,其核心在于有目的地对生物大分子或细胞基底进行“改造”,这其中包括基因编辑合成、元件工程、线路工程、代谢工程、微生物组功能、原细胞、细胞器与无细胞合成体系等分子生物、细胞生物的方方面面。微构工场、中科欣扬、恒鲁生物、森瑞斯、惠利生物、盈嘉合生、瑞德林、引航生物、柯泰亚、肆芃科技、循原科技、羽冠生物等多家公司皆专精于此。
而随着时代的发展,交叉学科思想的普及,合成生物学也越来越多地与信息科学、物理学等多学科进行碰撞、互利共生。
在本次评选中就可发现 IT 技术的影响无处不在。当下,人工智能进入第三次浪潮,IT+BT 也已成为行业内外热议的话题。合成生物学致力于拆解生物元件,重构生产模型,其中涉及到广泛的已有元件/功能筛选和未知元件/功能预测,这与人工智能(AI) 高效率的特性及机器/深度学习(ML/DL)的能力不谋而合。分子之心通过 AI 算法赋能蛋白质设计和优化;智峪生科使用 AI 技术辅助蛋白质预测设计;聚树生物通过引入深度学习等数据科学方法来进行工程细胞定制化设计与构建;慕恩生物、酶赛、恒鲁、未知君、零一生命、百葵锐、倍生生物等企业利用数据平台挖掘、优化并沉淀构建菌种库及酶库;蓝晶微生物、中科欣扬、瑞德林、柏垠生物、臻赫医药等企业也高度关注以高通量平台或数字化平台辅助产品通路的快速搭建,从而缩短研发周期。
除此以外,百福安生物创新型的“酶-化学”偶联合成技术、德默特使用物理手段调控 LED 光谱在微藻光能转换效率上的突破、合成纪元将合成生物和纳米生物技术相结合开发具有目标功能的酶、小藻科技用于改造藻类培养条件的光纤技术与二氧化碳增效技术以及中科翎碳首创的电化学合成生物学技术等,皆是交叉促进创新的实例。
高精尖的技术离不开核心技术研发团队的助力。入选企业中,一半左右的企业由学术界专家联合发起创立或作为技术负责人。这其中不仅有院士的身影,如建立生合万物的赵国屏院士;也有多位学界的重量级人物,如创办微构工场的清华大学陈国强教授、创办百福安生物的华东理工大学许建和教授、创办齐禾生科的中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究员、创办肆芃科技的上海交通大学许平教授、创办恒鲁生物的山东大学方诩教授等不一而足。另外,中国科学院微生物所吴边研究员、中国科学院分子植物科学卓越创新中心王勇研究员、清华大学潘俊敏教授和吴余庆教授等也作为入选企业的核心技术指导,在各企业的技术纵深上发挥了不可替代的作用。众多高校老师正在积极探索从科研到应用的转型之路:以科技立足,才能为企业的勃勃生机不断注能。
展望未来,我们希望看到更多既“精”又“尖”的核心技术成为合成生物学公司立身立业的坚定基石;同时也希望有更多既“广”且“柔”的平台及模块形成,方便更快地进行产品研发与迭代。
我们期盼发现更多与相关学科碰撞交融的创新,见证合成生物学迸发出更加耀眼的光芒与更加惊人的生命力。中国合成生物学技术科研人员正戮力攻坚、锐意进取,也一定会从基础研究和落地应用的方向,引领国际前沿,抢占蓝海市场、打开一片蓝天。
产业上下一心、百花齐放。
依托前沿技术,中国的合成生物学产业与欧美相比起步虽然较晚,但发展速度快,目前已形成了由使能技术带动核心产品,继而二者共同驱动下游产品开发和应用的合成生物学产业链。按照在产业链中所处位置,可将合成生物学产业按上、中、下游进行分拆。
上游主要包括为合成生物学全产业提供设备或原料的供应商,大多聚焦于纯化学或物理方向。中游利用 DNA 合成、基因工程、蛋白质工程、发酵工程、生物信息学及生物计算等一系列合成生物学技术,以生物元件、合成细胞、底盘生物、智能制造平台、高通量自动化实验室系统等软硬件核心产品及服务形式为行业提供底层赋能,如迪赢生物、恩和生物、呈源生物、衍进科技、分子之心、智峪生科等。下游则涉及医疗、农业、化工、环保、消费品等各领域细分层面的产品应用。
需要注意的是,中下游并非严格定义、强行划分,立足于中游以提供元件为主的企业也会在某些情况下以合作或进一步独立研发的方式涉及下游的应用开发。
医疗
医疗方面,CAR-T、CAR-NK 及相关赛道虽与合成生物学技术相关,但不属于本次评选的关注重点方向,故并未收录。
RNA 赛道内 mRNA 相关疫苗最为火热,其研发重点仍旧聚焦于递送技术,其中深信生物以超过 5000 个的 LNP 库独占鳌头;其余 rRNA、circRNA、lnRNA、RNAi 等技术相关企业数量较少。除了本次入选的环码生物外,大多企业还处于成立早期,着重技术攻关和管线铺设推进。
除此以外,在其他细分方向上:慕恩生物布局肿瘤免疫和代谢疾病相关药物研发;未知君依托 AI 算法在肠道微生态药物方面独有建树;零一生命则关注多类微生态菌群以检测反哺药物研发;柏垠生物关注医疗类蛋白等医用生物材料的开发;羽冠生物针对耐药菌正在推进相关疫苗管线的开发;臻赫医药则专注再生医学领域;柔脉医疗锚定创新医疗器械。
各家公司立足于不同的关键技术、各有侧重,从多个角度为人类生命健康保驾护航。这种多样性、多能性也是合成生物学多学科交叉、不断发展的独有优势,标志着合成生物学未来在医疗领域更广阔的前景与应用。
农业
农业方面,合成生物技术最常见的贡献集中在基因育种与作物驯化,以提升产量、抗虫害、增强光合固碳与固氮能力等。
在政策上,我国基因育种审批近来逐渐打开关口:农业农村部于 2020 年和 2023 年 1 月发布的《2019 年农业转基因生物安全证书(生产应用)批准清单》和《2022 年农业转基因生物安全证书(生产应用)批准清单(二)》中,各分别包括 2 个玉米项目和 1 个大豆项目。2022 年 3 月 1 日,新《种子法》实施,强调育种和知识产权的重要性。6 月 8 日,国家农作物品种审定委员会连发转基因大豆及玉米的国家级品种审定标准,更预示着基因编辑作物产业化的到来。12 月 16 日,中国农学会在“2022 中国农业农村科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛”上正式发布 36 条农业农村重大科学命题,其中除明确提到一条“农业合成生物学育种技术”外,另有 5 条分别涉及农作物杂交分子设计、定向设计育种、关键蛋白定向进化、多基因对形状的改良及靶向农药的分子设计等合成生物学相关技术,进一步阐释合成生物学技术在农业领域的重要意义。
本次入选的合成生物企业中,齐禾生科在中国科学院遗传与发育生物学研究所课题组长高彩霞博士的带领下创下基因育种种子轮融资纪录,已彰显出投身农业领域的实力与信心。除基因育种外,农药、肥料、饲料、土壤修复、粮食作物转化等方向亦是合成生物企业在农业领域的选择之一。因不直接涉及到粮食安全,相关管理审查或更利于产品落地上市。循原科技使用非粮碳源驱动生物精炼与制造以及首朗生物固定碳产物生产饲料蛋白的尝试就是很好的例子;除此以外,慕恩生物在农业相关菌种保藏方面的努力也值得肯定。合成生物学领域内,还有 RNAi 农药、植物疫苗等多个细分方向等待探索与挖掘。
化工/环保/消费品
区别于传统化工企业,以合成生物技术进行材料、天然产物等产品的生产往往具有排污更少、效率更高的优势。多个入选公司正致力于代谢通路的解析与重构:生合万物布局皂苷合成;中科欣扬试点麦角硫因;森瑞斯重点改造酿酒酵母;盈嘉合生锚定甜菊糖苷;倍生生物专注底盘菌株库搭建;另有柯泰亚在高价值附加产物方面蓄势待发。
此外,恒鲁生物、瑞德林、引航生物、合成纪元等企业以合成生物技术改造后的酶元件为核心布局有多个产品;元育生物、德默特及小藻科技三家公司以藻类为底盘;首朗生物、肆芃科技及中科翎碳三家负碳材料制造商一起在负碳制造上更进一步。微构工场等合成生物材料企业的出现,更说明了合成生物学在效率、环保等方面无与伦比的巨大潜力。部分传统化工类企业,目前也有向合成生物学领域转型的尝试与努力。
食品
民以食为天,食以安为先。
食品行业法律规范一贯秉持审慎原则,市场准入较其他领域也更加严格。合成生物学作为新兴学科与技术,在运用至食品领域时更需完整、清晰、行之有效的法律法规与行业规范加以指导约束,同时企业也需要以法律法规和行业规范为底线,践行“食品安全”初心。
目前中国的合成生物学产业整体处于早期发力阶段,食品合成生物领域更处在建设初期。部分参与企业更倾向于采用温和的诱变方式进行底盘设计,以通过审查、确保长期安全;也有企业坚持合成生物技术开发相关产品。
除直接生产食品及相关添加剂以外,食品质量检测赛道或许也是选择之一。开发基于无细胞生物传感器或其他合成生物技术的安全、快速检测方法不涉及直接入口,相关市场或更加包容。除此以外,相关产业领域还有食品废料处理、食品包装研发等。在食品合成生物学产业的“初生”阶段,另辟蹊径,未尝不能大有所为。
总而言之,在产业端,我国合成生物学企业各有建设,共筑整体产业“流水线”;在应用端,各公司已进入或正在布局多个细分市场。未来随着全产业图景的进一步健全,相关规章制度的进一步完善,以及市场消费者接纳度的提升,合成生物学产业必将上下一心、百花齐放。
内部稳扎稳打,外部利好垂青。
截至 2023 年 4 月 10 日,本次入选的 40 家企业除首朗生物、循原科技外均有融资对外公布,且近四年(2019-2023 年)皆有融资动向更新。根据公开信息,目前入选企业中,C 轮及以前(包括种子轮、天使轮、pre-A 轮、A 轮、A+ 轮、B 轮及 B+ 轮等)融资的企业数量占到 60% 以上, C 轮及以后的企业仅有 2 家。
图 | 入选公司融资情况(数据来源:EB Insights 根据公开数据统计,截至 2023 年 4 月 10 日)
入选企业中,在 2022 年发生的融资事件里,90% 以上为 B 轮及以前轮次融资,这与前文所述国内 2022 年的投资情况基本一致。
根据已公开的入选企业历史融资信息,共有近 200 家机构参与到了以上企业的融资活动中;其中,红杉中国、峰瑞资本、高瓴创投、五源资本、东方富海等资方为这些企业的发展提供了强有力的资金支持,也一路陪伴这些企业成长。
图 | 入选公司历史融资对应资方词云(数据来源:EB Insights 根据公开数据统计,截至 2023 年 3 月 31 日)
商业化落地方面,使能技术类企业如恩和生物、衍进科技、迪赢生物等企业大多已积累有客户;产品类公司进展则不尽相同。目前共有近 30 家公司拥有对外公布的产线建设计划、产品出货或营收。其中医疗方向,慕恩生物、未知君、环码生物、臻赫医药四家公司已进入临床阶段,零一生命独辟蹊径,独立出基因检测服务和益生菌管线。农业类目下,齐禾生科正在积极谋求作物落地;慕恩生物的农业版图下,也已有多个微生物肥料产品获得产品证件。化工、环保、消费品赛道中,首朗生物、微构工场、生合万物、酶赛、百福安生物、蓝晶微生物、中科欣扬、恒鲁生物、森瑞斯、惠利生物、盈嘉合生、瑞德林、元育生物、引航生物、柏垠生物、小藻科技、中科翎碳等企业已有产能输出、客户、营收或正在进行产线建设及相关布局。
除了自身发力以外,绝大部分入选公司同时也在积极寻找合作伙伴借力。根据对外公布材料的不完全统计,40 家企业相关合作共涉及七所国内外高校及科研院所(湖南大学、中山大学、南方科技大学、瑞士联邦理工学院、瑞士电子与微加工中心、中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所、中国科学院青岛生物能源与过程研究所)、八家医院(上海华山医院、上海瑞金医院、广东省人民医院、解放军 301 医院、阜外医院、国家心血管病中心、中山大学附属医院、浙江大学基础医学院)、十六家国内企业(万盛股份、凯赛生物、诺维信、嘉必优、恒瑞医药、百济神州、恩格拜生物、华北制药、安琪酵母、美团、上海医药集团、乐普生物、海正药业、维亚生物、引加生物、长兴材料)和七家跨国企业(欧莱雅、赢创、巴斯夫、先正达、Medichem、诺和诺德、默克中国创新中心)。这些合作涉及到技术开发、产线建设、合资公司共建、商业伙伴等方方面面。
图 | 入选企业合作伙伴词云(数据来源:EB Insights 根据公开数据统计,截至 2023 年 3 月 31 日)
需要注意的是,本次评选着意鼓舞中国合成生物学新生力量,特针对未上市合成生物学企业。对于这些创业企业,除了深化商业发展、坚实市场需求、探寻商业伙伴外,探索上市可能也是商业化路上不可或缺的重要一步。
部分交易所已经释放出鼓励信号。2022 年 10 月 19 日,香港联交所刊发《特专科技公司上市制度咨询文件》,提议修订《上市规则》、助力“特专科技公司”上市。其中“特专科技公司”的业务板块划分中,明确提到合成生物材料;除此以外,新食品科技与新农业技术领域定义下也有合成生物学技术被提及。未来随着合成生物学技术的稳步成熟、市场的不断扩大,我们期待更多有利于相关企业上市的努力推出。
总结而言,目前入选企业自身技术壁垒性及规划明晰度已被资方认可,并都在进行商业化努力或取得了一定的商业化成果。未来要进一步在中国合成生物学市场生根发芽,既需要企业自身继续修炼过硬的内力:坚持塑造和维护技术壁垒,保持发展技术迭代能力,锻炼提升生产能力及营销能力,同时勇于开拓、探索不同的商业模式;还需要企业积极与外界联动,借力使力、寻找合适的合作伙伴与资方;除此以外,更需要全产业链乃至全社会自上而下的共同努力,从政策鼓舞、政府引领、市场规范、行业团结、科研奖励、伦理约束等多角度共筑合成生物学基础科研和落地应用的美好未来。
03
不可忽视的关键产业方
上文已经分别对部分具有代表性的合成生物学创业企业进行了盘点,但生物经济大盘只依靠合成生物学企业是无法独立开展的,不仅需要上游设备原料等的支持,也需要下游市场验证产品的接受度。
图 | 合成生物企业上下游产业链梳理
在本文中,我们将合成生物学企业所在的产业链分成上、中、下游三个部分,分别涵盖上游为合成生物学企业提供设备原料的供应商、中游即合成生物学企业以及下游终端产品生产方。
上游企业包括但不限于设备商(如测序仪器、摇床、微流控设备等企业)、试剂、培养基或模式动物、类器官等企业。
我们将中游合成生物学企业划分成了使能型技术为核心的合成生物学企业和以产品为核心的合成生物学企业两大类。使能技术企业主要关注通过使能型技术,如 DNA 合成、基因工程、蛋白质工程、发酵工程、生物信息学、生物计算等工具,赋能整个合成生物学企业和所在行业;产品型企业主要关注基于合成生物技术完成的核心产品,如生物元件、合成细胞、底盘生物、智能制造平台、高通量自动化实验室等软硬件及产品,参与到下游的生产活动中。
下游产品生产方则主要指产出面向市场终端产品的企业。我们在本文中,根据是否使用合成生物技术,将下游企业划分为合成生物学企业和非合成生物学企业。此处对于合成生物学的定义参考前文定义部分;但也应注意到,虽然我们将一些企业划分到非合成生物学企业范畴,并不代表这些企业没有关注到合成生物学,或没有进行合成生物技术方面的布局,只是从主营产品所使用的技术角度考虑,并未通过(前文定义的)合成生物学技术实现。
我们已在上一个部分对中国合成生物学创业企业进行了盘点;这一部分,我们将对一些具有代表性的关键产业方进行梳理,以构建一个更为全景式的合成生物产业价值链图谱。
这一部分的产业方将覆盖总部位于中国的上游企业(企业阶段不限)和合成生物学赛道及相关上市企业:
上游供应商企业:主要为合成生物学企业提供设备或原料(包括但不限于基因合成、测序等服务,培养基、试剂等耗材)的企业;
合成生物学赛道上市企业:主营产品采用合成生物学技术进行生产,或主营产品虽采用传统发酵法等非合成生物学技术,但最近 3 年中有合成生物学及合成生物技术相关的研发、产线布局的上市企业;
关注合成生物学的下游上市企业:主营直接面向终端消费者的产品,并主要通过对合成生物学创业企业的投资和合作来进行相关产业布局的上市企业。
上游供应商企业
上游供应商企业作为合成生物学产业上游,起到了非常关键的作用。这些企业提供的产品不仅会影响到合成生物产业和科研的效率,还对产出的产品质量起到至关重要的作用。在这一部分,我们将列举一些代表性企业,并不能穷尽。
设备代表华大智造。其于 2022 年 7 月登陆科创板,主要产品及服务涵盖基因测序仪业务、实验室自动化业务、新业务三大板块。其招股书中显示,华大智造在基因测序仪方面的市场份额约占到全球市场的 3.5%,相较之下,虽与全球市占率在 74% 以上的 Illumina 和全球市占率约 13.6% Thermo Fisher 有不小差距,但仍算中国乃至全球的领头企业之一。目前,华大智造测序仪 DNBSEQ-T7 系列已经可以将测序成本降至约 500 美元,处在国际领先水平。2023 年 2月,华大智造发布超高通量测序仪 DNBSEQ-T20×2,可实现 5 万例人全基因组测序/年,且单例成本不超过 100 美元。
试剂原料类企业诺维赞于 2021 年登陆科创板,是一家围绕酶、抗原、抗体等功能性蛋白及高分子有机材料进行技术研发和产品开发的生物科技企业。根据招股书,其“现有 200 余种基因工程重组酶和 1000 余种高性能抗原和单克隆抗体等关键原料,拥有 500 多个终端产品,可广泛应用于科学研究、高通量测序、体外诊断、医药及疫苗研发和动物检疫等领域。其客户覆盖清华大学、中国科学院等 1000 多所科研院校,华大基因、贝瑞基因等 700 多家高通量测序服务企业,以及 700 多家分子诊断试剂生产企业,200 多家制药企业及 CRO 企业等”。
除了已上市的企业,我们也看到很多初创企业在不断出现,比如在近三年涌现出大量合成生物学相关企业的深圳,其中由多位清华大学精密仪器系优秀博士与德国国家工程院院士、欧洲科学院院士张友明教授联合创办于 2020 年的赛桥生物,以实现细胞与基因治疗领域工业级核心装备的封闭化、自动化、柔性化、数字化和智能化、加速国产替代为目的,目前已有面向细胞体外自动化处理与分析的相关产品,主要完成细胞高效分离、活化、工程重组、高倍数扩增、纯化以及全流程的高精密液路控制等功能,并已完成总额 3 亿人民币的融资(截至 2022 年 12 月)。此外,成立于 2020 年的赛陆医疗,专注开发自主知识产权的测序平台,并基于此平台构建了超分辨空间组学平台;其已于 2022 年 10 月完成 Pre-A 轮融资,融资总额约 3 亿人民币(截至 2022 年 12 月)。
合成生物学赛道上市企业
提到合成生物学赛道的上市企业,就不得不提到一直被称为“中国合成生物上市第一股”的凯赛生物。根据其招股书、2021 年年报及 2022 年度业绩快报,凯赛生物以四大平台——利用合成生物学手段开发微生物代谢途径和构建高效工程菌、微生物代谢调控和微生物高效转化技术、生物转化/发酵体系的分离纯化技术、聚合工艺及其下游应用开发技术——为核心技术,实现了生物法长链二元酸系列、生物基戊二胺、生物基聚酰胺等生物新材料的产业化;其位于山西合成生物产业生态园区的 4 万吨/年生物法 “癸二酸” 项目于 2022 年 9 月底完成调试并成功投产。目前凯赛生物的总市值约为 350 亿人民币(截至 2023 年 4 月 7 日收盘)。
嘉必优作为国内最早从事以微生物合成法生产多不饱和脂肪酸及脂溶性营养素的企业之一,于 2019 年登陆科创板。根据其 2021 年年报,报告期内,嘉必优完成了合成生物学研究室的建设,搭建了生物信息学分析技术平台,OPO、岩藻糖基乳糖等产品完成了中试研究,开始推进产业化;同时开始了高产虾青素、EPA、唾液酸乳糖等优势菌株的构建。2021 年嘉必优“研发投入超过 3000 万元,与天津大学、中国科学院等离子体物理研究所等科研机构合作,以酵母菌、大肠埃希氏菌、裂殖壶藻、地衣芽孢杆菌等底盘生物,通过高通量筛选技术,构建高水平菌种,以高密度发酵技术,制造高活性产物,实现高效率转化”,进行技术储备。目前嘉必优总市值约为 44 亿人民币(截至 2023 年 4 月 7 日收盘)。
2022 年 11 月 4 日,巨子生物正式登陆港交所。巨子生物是全球首家实现量产重组胶原蛋白以及首家实现百公斤级规模量产高纯度稀有人参皂苷 Rk3、Rh4、Rk1、Rg5 及 CK 的护肤品企业。目前已获批及申请中的专利共计 79 项;其专有重组胶原蛋白技术在中国获得行业内首个发明专利,该技术主要源于西北大学范代娣教授,范教授于 2000 年发明了(现巨子生物专有)重组胶原蛋白技术,并作为首席科学官领导巨子生物研发。根据其招股书,目前其重组大肠杆菌靶蛋白在经过一轮加工后,重组胶原蛋白回收率可达 90%、纯度达 99.9%、年产能约为 10880 千克。2023 年 4 月,巨子生物联合悠可集团推出欣苷生物,聚焦人参生物转化成分“稀有人参皂苷”。目前其总市值约为 474 亿港币(截至 2023 年 4 月 7 日收盘)。
中国有不少原本以发酵技术为核心的上市企业开始关注到合成生物学及相关技术,并开始进行相关的产品布局和技术研发。
2019 年 9 月科创板上市的华熙生物,成立之初,其主要技术壁垒在于其在生物发酵法生产透明质酸领域的工艺突破。根据其 2019 年招股书,(科创板上市时)其三大主营业务(透明质酸及其他生物活性物质原料、医疗终端产品、功能性护肤品)均以生物发酵技术、梯度 3D 交联技术为支撑;到 2022 年年报媒体沟通会时,华熙生物董事长兼总经理赵燕将公司定义为“一家用合成生物科技创新驱动的生物科技公司”,报告期内,华熙生物将“合成生物”上升至企业战略层面,其合成生物学国际创新研发中心完成了团队人才引进和研发平台的搭建,主营业务增至生物活性物原料、医疗终端、功能性护肤品、功能性食品四大方向。目前公司总市值超过 540 亿人民币(截至 2023 年 4 月 7 日收盘)。
前文提到的华恒生物主要围绕发酵法和酶法两大技术平台,打造合成生物技术相关的核心技术集群,并与中国科学院天工所、中国科学院微生物研究所、北京化工大学、浙江工业大学等高校建立合作关系,形成合成生物技术相关的核心竞争力。根据其 2021 年年报,华恒生物是一家以合成生物技术为核心,通过生物制造方式,主要从事生物基产品,如氨基酸和维生素产品研发、生产、销售的企业,其产品(包括丙氨酸系列产品、L- 缬氨酸、D- 泛酸钙和熊果苷等)广泛应用于日化、医药及保健品、食品添加剂、饲料等领域。其 2022 年度业绩快报显示,2022 年其巴彦淖尔“发酵法丙氨酸 5000 吨/年技改扩产项目”和秦皇岛“交替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项目”实现顺利投产(丙氨酸 5000 吨,缬氨酸 1 万吨)。目前华恒生物总市值约为 183 亿人民币(截至 2023 年 4 月 7 日收盘)。
此外,国内代表企业比如以生命科学服务及产品为主营业务之一的金斯瑞,其通过生命科学服务及产品(包括基因合成、寡核苷酸合成、多肽合成、蛋白生产、抗体开发,以及生命科学设备及耗材等)及其主攻工业酶领域的子公司百斯杰,参与到合成生物产业中。根据金斯瑞 2021 年年报,其生命科学服务及产品板块贡献了收入的近 60%、约为 3.15 亿美元,较 2020 年增加 26.4%;其工业合成生物产品的收益约为 3800 万美元,较 2020 年增加 33.6%。
关注合成生物学的下游上市企业
合成生物技术与各种终端应用密切相关,从化工到消费品,从农业到医药,合成生物技术可以与许多下游产业产生交叉,国内也有不少下游终端产品企业开始积极关注合成生物学和相关技术,并通过投资、合作等方式,提供下游“视角”给合成生物学企业,加快技术落地。
比如已经与森瑞斯、微构工场以合资建厂方式进行合作的安琪酵母。其主要从事酵母、酵母衍生物及相关生物制品的开发、生产和经营,目前总市值约 350 亿人民币(截至 2023 年 4 月 7 日收盘)。根据其 2021 年年报,其已“构建了酵母菌种选育级鉴定技术体系,开发了酵母蛋白在人造素肉领域的应用技术解决方案,布局复合植物蛋白酵母抽提物新型调味技术,规划并顺利推进了菌种资源开发等 18 个研发平台建设”;其也通过与上海陶宇晟生物技术有限公司、清华大学、山东大学等机构开展对外技术合作,加码合成生物学。
此外,国内乳制品巨头蒙牛集团,也高度关注合成生物学。2023 年 3 月底,蒙牛创投领投了专注于天然产物生物“智造”的武汉合生科技有限公司(合生科技)的 A 轮融资。
当然,在本部分列出的企业,并不能穷尽所有涉及和关注合成生物学的关键产业方,此处只做例举。
我们相信,随着中国合成生物技术的发展,在更多政策、资本的引导支持下,将产生更多的上下游良性互动,从而推动整个生物经济的发展。
04
未来已来:生物经济时代的大幕已拉开
我国内需广阔,这决定了我国在制造方面的产业基础和市场环境上具有很大优势。这些优势也会反映到合成生物技术的产业落地和后续发展上。合成生物技术旨在以生物法形成新的生产范式,使生产过程和产品更加符合可持续发展和减碳的目标。
在国家政策的引导下,生物经济正在被越来越多地谈起。近年来,伴随着海外人才回流和国内对基础科研的重视,我国在论文发表情况和专利布局情况方面都有显著进步,在实验室阶段也有许多合成生物技术的突破和进展,但从实验室走到真实的应用场景,还需要经历小试、中试等放大生产和工艺优化,经历与已有产品的比价、市场推广、市场教育等等环节,这每一个环节可能都需要以政策为基础,进一步完善法律法规、行业标准、舆论教育。
相信在不久的将来,随着市场的扩容、技术的成熟、法律的完善与政策的落实,我国将很快建立起更加良性健康的合成生物产业生态,不仅产业向上拥有合理实时的相关规范参考约束、向外拥有宽容谨慎的市场接受度,向内企业间也能形成互惠共生的良好沟通竞争,更能在产业与学术界搭建起更顺畅的转化渠道。
正如麻省理工学院建校以来首位女性校长苏珊·霍克菲尔德(Susan Hockfield)在《生命科学:无尽的前沿》(The Age of Living Machines: How Biology Will Build the Next Technology Revolution)中写道的:“当我眺望科学前沿,我看到的却是一个出人意料的光明未来,生物学和工程学正以先前不可想象的方式融合,很快,这场融合就能为那些最显著、看起来也最棘手的问题提供答案。我们即将进入一个前所未有的革新和繁荣的时代,前景是美好的,也是使人无比振奋的。”
我们将与各位一起,期盼和见证合成生物学企业飞速发展的春天的真正到来。
关于 EB Insights
2020 年 12 月,工程生物产业数据分析平台 Engineering Biology Insights(EB Insights)于首届光明科学城 2020 工程生物创新大会启动,该平台由中国科学院深圳先进技术研究院合成所战略发展办公室、《麻省理工科技评论》中国以及生命科学产业领先
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